CN208060010U - 一种土木工程用光纤光栅振动测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土木工程用光纤光栅振动测试系统，包括光纤光栅解调仪、太阳能板、加速度传感器和控制中心，光纤光栅解调仪通过传输光缆与加速度传感器相连，光纤光栅解调仪前端面设置有太阳能板，太阳能板下端安装有控制按键，控制按键右侧设置有电源开关，光纤光栅解调仪下端安装有底座，加速度传感器中部安装有感应体；本实用新型通过设置的高精度低量程的加速度传感器、传输光缆及光纤光栅解调仪的组网，采用有限元分析软件对加速度传感器机械结构进行了优化设计，使其理论上加速度分辨率达量程的0.05％，实现加速度信号的实时采集，在保证传感测试系统的测试精度的前提下，能够解决组网的问题；杜绝干扰的影响。

Description

一种土木工程用光纤光栅振动测试系统

技术领域

本实用新型涉及光纤光栅传感器综合应用技术及振动测量技术领域，尤指一种土木工程用光纤光栅振动测试系统。

背景技术

随着我国土木建筑和相关工业的快速发展，煤矿井下大型采掘设备，在井下作业，工作环境恶劣，粉尘量大，能见度低，工作空间狭窄，极易偏离工作方向和造成机械设备的损耗，因此对设备性能要求较高。而煤炭生产是一个恶性事故频发的行业，事故死亡人数远远高于发达国家和世界平均事故死亡率，发展无人值守，最大程度上实现工作面的无人化，有助于提高生产过程的安全性，同时在土木工程中和轨道结构与线下基础桥梁、建筑等土木结构的振动是反映结构健康状况的一个重要参量，对它的监测是非常必要的。传统的加速度计虽然精度高，但抗干扰能力差，不能组网，不抗雷击。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种振动测试性能较好，实用性高的土木工程用光纤光栅振动测试系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：本实用新型包括光纤光栅解调仪、太阳能板、加速度传感器和控制中心，光纤光栅解调仪通过传输光缆与加速度传感器相连，光纤光栅解调仪前端面设置有太阳能板，太阳能板下端安装有控制按键，控制按键右侧设置有电源开关，控制按键左侧安装有控制面板，光纤光栅解调仪下端安装有底座，加速度传感器中部安装有感应体，感应体两侧均安装有安装座，安装座两侧均设置有安装孔，加速度传感器两侧末端安装有橡胶套，光纤光栅解调仪通过传输导线与控制中心的输入端相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案，太阳能板嵌合于光纤光栅解调仪的壳体内，且太阳能板在水平方向上的数量设置有两组，太阳能板工作时高效蓄电，提高了工作效率，同时体现一种环保理念。

作为本实用新型的一种优选技术方案，加速度传感器的在同一方向上的数量设置有若干组，且加速度传感器之间的排列方式构成组网结构，使得检测范围更大，效率更高，同时保证工作的稳定性。

作为本实用新型的一种优选技术方案，太阳能板通过内部导线与控制面板电性连接，且控制面板是一种液晶触摸显示屏，控制面板外围安装有与其尺寸一致的金属框架，提高了部件间安装的牢固性，提高了使用寿命。

作为本实用新型的一种优选技术方案，加速度传感器中加入阻尼介质，且感应体的直径大小与安装座中部设置的圆槽直径大小相等，加入阻尼介质使其在相同的固有频率下有较宽的响应频率；适用于各种土木工程应用环境。

本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型为一种土木工程用光纤光栅振动测试系统，通过设置的高精度低量程的加速度传感器、传输光缆及光纤光栅解调仪的组网，采用有限元分析软件对加速度传感器机械结构进行了优化设计，使其理论上加速度分辨率达量程的0.05％，实现加速度信号的实时采集，在保证传感测试系统的测试精度的前提下，能够解决组网的问题；杜绝干扰的影响；抗雷击；能够长期稳定工作；适用于各种土木工程应用环境，抗干扰、防雷击的可联网光纤光栅振动测试系统可以实现实时测试，降低人工巡检的成本，提高监控的工作效率。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型组网结构示意图。

图中标号：1、光纤光栅解调仪；2、太阳能板；3、控制按键；4、电源开关；5、加速度传感器；6、控制面板；7、底座；8、橡胶套；9、安装座；10、安装孔；11、感应体；12、传输光缆；13、控制中心。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：如图1-2所示，本实用新型提供一种土木工程用光纤光栅振动测试系统，包括光纤光栅解调仪1、太阳能板2、加速度传感器5和控制中心13，光纤光栅解调仪1通过传输光缆12与加速度传感器5相连，光纤光栅解调仪1前端面设置有太阳能板2，太阳能板2下端安装有控制按键3，控制按键3右侧设置有电源开关4，控制按键3左侧安装有控制面板6，光纤光栅解调仪1下端安装有底座7，加速度传感器5中部安装有感应体11，感应体11两侧均安装有安装座9，安装座9两侧均设置有安装孔10，加速度传感器5两侧末端安装有橡胶套8，光纤光栅解调仪1通过传输导线与控制中心13的输入端相连。

太阳能板2嵌合于光纤光栅解调仪1的壳体内，且太阳能板2在水平方向上的数量设置有两组，太阳能板2工作时高效蓄电，提高了工作效率，同时体现一种环保理念，加速度传感器5的在同一方向上的数量设置有若干组，且加速度传感器5之间的排列方式构成组网结构，使得检测范围更大，效率更高，同时保证工作的稳定性，太阳能板2通过内部导线与控制面板6电性连接，且控制面板6是一种液晶触摸显示屏，控制面板6外围安装有与其尺寸一致的金属框架，提高了部件间安装的牢固性，提高了使用寿命，加速度传感器4中加入阻尼介质，且感应体11的直径大小与安装座9中部设置的圆槽直径大小相等，加入阻尼介质使其在相同的固有频率下有较宽的响应频率；适用于各种土木工程应用环境。

工作原理：当工作人员使用该装置时，按下光纤光栅解调仪1上面的电源开关10，设备开始工作，通过若干组加速度传感器5的组网结构设计，在再通过安装座9和安装孔10进行固定安装，使其在检测振动数据的时候保持一定的稳定性，采用有限元分析软件对加速度传感器5机械结构进行了优化设计，使其理论上加速度分辨率达量程的0.05％，在加速度传感器5计中加入阻尼介质，使其在相同的固有频率下有较宽的响应频率；适用于各种土木工程应用环境，在工作人员检测时，通过感应体11感应并检测数的数据通过传输光缆12传输至控制中心13，进过整合处理后传输至光纤光栅解调仪1上端的控制面板6供相关人员读取数据，同时太阳能板2通过内部电路与控制面板6电性连接，太阳能板2可以在光照情况下有效的为光纤光栅解调仪1蓄电，为控制面板6和其他相关电器元件有效提供电源，使其正常工作。

本实用新型为一种土木工程用光纤光栅振动测试系统，通过设置的高精度低量程的加速度传感器5、传输光缆12及光纤光栅解调仪1的组网，采用有限元分析软件对加速度传感器5机械结构进行了优化设计，使其理论上加速度分辨率达量程的0.05％，实现加速度信号的实时采集，在保证传感测试系统的测试精度的前提下，能够解决组网的问题；杜绝干扰的影响；抗雷击；能够长期稳定工作；适用于各种土木工程应用环境，抗干扰、防雷击的可联网光纤光栅振动测试系统可以实现实时测试，降低人工巡检的成本，提高监控的工作效率。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种土木工程用光纤光栅振动测试系统，其特征在于，包括光纤光栅解调仪(1)、太阳能板(2)、加速度传感器(5)和控制中心(13)，光纤光栅解调仪(1)通过传输光缆(12)与加速度传感器(5)相连，光纤光栅解调仪(1)前端面设置有太阳能板(2)，太阳能板(2)下端安装有控制按键(3)，控制按键(3)右侧设置有电源开关(4)，控制按键(3)左侧安装有控制面板(6)，光纤光栅解调仪(1)下端安装有底座(7)，加速度传感器(5)中部安装有感应体(11)，感应体(11)两侧均安装有安装座(9)，安装座(9)两侧均设置有安装孔(10)，加速度传感器(5)两侧末端安装有橡胶套(8)，光纤光栅解调仪(1)通过传输导线与控制中心(13)的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种土木工程用光纤光栅振动测试系统，其特征在于，太阳能板(2)嵌合于光纤光栅解调仪(1)的壳体内，且太阳能板(2)在水平方向上的数量设置有两组。

3.根据权利要求1所述的一种土木工程用光纤光栅振动测试系统，其特征在于，加速度传感器(5)的在同一方向上的数量设置有若干组，且加速度传感器(5)之间的排列方式构成组网结构。

4.根据权利要求1所述的一种土木工程用光纤光栅振动测试系统，其特征在于，太阳能板(2)通过内部导线与控制面板(6)电性连接，且控制面板(6)是一种液晶触摸显示屏，控制面板(6)外围安装有与其尺寸一致的金属框架。

5.根据权利要求1所述的一种土木工程用光纤光栅振动测试系统，其特征在于，加速度传感器(5)中加入阻尼介质，且感应体(11)的直径大小与安装座(9)中部设置的圆槽直径大小相等。